Linuxプロセスメモリモデル
Linuxプロセスメモリモデル(1)
次の図は、簡易メモリモデルの概略図です.一部のセグメント(Segment)は実行可能ファイルからロードされ、ELF SectionとSegmentのマッピング関係については、ELF Program Headersから関連情報を取得できます.
概略図と照らし合わせると、私たちは見ることができます.text, .rodata, .data, .bssは0 x 0804800の後、すなわちシーケンス番号02,03の2つのLOAD Segemtnセグメントにロードされる.ELF Section情報のVirtual Addressも参考になります.
すべてのSectionがプロセスメモリ領域にロードされるわけではないことに注意してください.
プロセス実行時のメモリ情報を表示するには、次の手順に従います.
(1) pmap
(2) maps
(3) gdb
次の図は、簡易メモリモデルの概略図です.一部のセグメント(Segment)は実行可能ファイルからロードされ、ELF SectionとSegmentのマッピング関係については、ELF Program Headersから関連情報を取得できます.
$ readelf -l hello
Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x8048410
There are 8 program headers, starting at offset 52
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg Align
PHDR 0x000034 0x08048034 0x08048034 0x00100 0x00100 R E 0x4
INTERP 0x000134 0x08048134 0x08048134 0x00013 0x00013 R 0x1
LOAD 0x000000 0x08048000 0x08048000 0x0064c 0x0064c R E 0x1000
LOAD 0x000f0c 0x08049f0c 0x08049f0c 0x0011c 0x00128 RW 0x1000
DYNAMIC 0x000f20 0x08049f20 0x08049f20 0x000d0 0x000d0 RW 0x4
NOTE 0x000148 0x08048148 0x08048148 0x00044 0x00044 R 0x4
GNU_STACK 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RW 0x4
GNU_RELRO 0x000f0c 0x08049f0c 0x08049f0c 0x000f4 0x000f4 R 0x1
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00
01 .interp
02 ... .init .plt .text .fini .rodata
03 ... .data .bss
04 .dynamic
05 .note.ABI-tag .note.gnu.build-id
06
07 .ctors .dtors .jcr .dynamic .got 概略図と照らし合わせると、私たちは見ることができます.text, .rodata, .data, .bssは0 x 0804800の後、すなわちシーケンス番号02,03の2つのLOAD Segemtnセグメントにロードされる.ELF Section情報のVirtual Addressも参考になります.
$ readelf -S hello
There are 38 section headers, starting at offset 0x1a10:
Section Headers:
[Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk Inf Al
... ...
[14] .text PROGBITS 08048410 000410 0001ec 00 AX 0 0 16
[16] .rodata PROGBITS 08048618 000618 000030 00 A 0 0 4
[24] .data PROGBITS 0804a018 001018 000010 00 WA 0 0 4
[25] .bss NOBITS 0804a028 001028 00000c 00 WA 0 0 4
[35] .shstrtab STRTAB 00000000 0018b8 000156 00 0 0 1
[36] .symtab SYMTAB 00000000 002000 000540 10 37 56 4
[37] .strtab STRTAB 00000000 002540 000263 00 0 0 1
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)すべてのSectionがプロセスメモリ領域にロードされるわけではないことに注意してください.
プロセス実行時のメモリ情報を表示するには、次の手順に従います.
(1) pmap
$ ps aux | grep hello | grep -v grep
yuhen 6649 0.0 1.6 39692 8404 pts/0 Sl+ Dec10 0:13 vim hello.c
yuhen 12787 0.0 0.0 1664 396 pts/1 S+ 08:24 0:00 ./hello$ pmap -x 12787
12787: ./hello
Address Kbytes RSS Anon Locked Mode Mapping
00110000 1272 - - - r-x-- libc-2.10.1.so
0024e000 8 - - - r---- libc-2.10.1.so
00250000 4 - - - rw--- libc-2.10.1.so
00251000 12 - - - rw--- [ anon ]
002b2000 108 - - - r-x-- ld-2.10.1.so
002cd000 4 - - - r---- ld-2.10.1.so
002ce000 4 - - - rw--- ld-2.10.1.so
00c4d000 4 - - - r-x-- [ anon ]
08048000 4 - - - r-x-- hello
08049000 4 - - - r---- hello
0804a000 4 - - - rw--- hello
09f89000 132 - - - rw--- [ anon ]
b7848000 4 - - - rw--- [ anon ]
b7855000 16 - - - rw--- [ anon ]
bfc40000 84 - - - rw--- [ stack ]
-------- ------- ------- ------- -------
total kB 1664 - - -
(2) maps
$ cat /proc/12787/maps
00110000-0024e000 r-xp 00000000 08:01 5231 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.10.1.so
0024e000-00250000 r--p 0013e000 08:01 5231 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.10.1.so
00250000-00251000 rw-p 00140000 08:01 5231 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.10.1.so
00251000-00254000 rw-p 00000000 00:00 0
002b2000-002cd000 r-xp 00000000 08:01 1809 /lib/ld-2.10.1.so
002cd000-002ce000 r--p 0001a000 08:01 1809 /lib/ld-2.10.1.so
002ce000-002cf000 rw-p 0001b000 08:01 1809 /lib/ld-2.10.1.so
00c4d000-00c4e000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
08048000-08049000 r-xp 00000000 08:01 135411 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
08049000-0804a000 r--p 00000000 08:01 135411 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
0804a000-0804b000 rw-p 00001000 08:01 135411 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
09f89000-09faa000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
b7848000-b7849000 rw-p 00000000 00:00 0
b7855000-b7859000 rw-p 00000000 00:00 0
bfc40000-bfc55000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack](3) gdb
$ gdb --pid=12787
(gdb) info proc mappings
process 12619
cmdline = '/home/yuhen/Projects/Learn.C/hello'
cwd = '/home/yuhen/Projects/Learn.C'
exe = '/home/yuhen/Projects/Learn.C/hello'
Mapped address spaces:
Start Addr End Addr Size Offset objfile
... ...
0x8048000 0x8049000 0x1000 0 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
0x8049000 0x804a000 0x1000 0 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
0x804a000 0x804b000 0x1000 0x1000 /home/yuhen/Projects/Learn.C/hello
0x9f89000 0x9faa000 0x21000 0 [heap]
0xb7848000 0xb7849000 0x1000 0
0xb7855000 0xb7859000 0x4000 0
0xbfc40000 0xbfc55000 0x15000 0 [stack 。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
int x = 0x1234;
char *s;
int test()
{
static int a = 0x4567;
static int b;
return ++a;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int i = test() + x;
s = "Hello, World!";
char* p = malloc(10);
return EXIT_SUCCESS;
}
ELFファイル を する ,グローバル と がコンパイル にメモリアドレスを することが かった.$ readelf -s hello
Symbol table '.symtab' contains 79 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
... ...
50: 0804a018 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 24 a.2344
51: 0804a024 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 25 b.2345
57: 0804a028 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 25 s
65: 0804a014 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 24 x
... ...
$ readelf -S hello
There are 38 section headers, starting at offset 0x1a10:
Section Headers:
[Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk Inf Al
... ...
[16] .rodata PROGBITS 080484f8 0004f8 000016 00 A 0 0 4
[24] .data PROGBITS 0804a00c 00100c 000010 00 WA 0 0 4
[25] .bss NOBITS 0804a01c 00101c 000010 00 WA 0 0 4
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)
セグメントを することにより、 されたグローバル と が り てることを することができる.Dataでは、グローバル と が する.bss..data 0804a00c ~ 0804a01b : x(0804a014), a(0804a018),
.bss 0804a01c ~ 0804a02b : b(0804a024), s(0804a028)
コードの 「Hello,World!」 されるrodataで.$ readelf -p .rodata hello
String dump of section '.rodata':
[ 8] Hello, World!
$ readelf -x .rodata hello
Hex dump of section '.rodata':
0x080484f8 03000000 01000200 48656c6c 6f2c2057 ........Hello, W
0x08048508 6f726c64 2100 orld!.
アセンブリコードで できます.$ objdump -dS -M intel hello | less
int x = 0x1234;
char *s;
int test()
{
80483e4: push ebp
80483e5: mov ebp,esp
static int a = 0x4567;
static int b;
return ++a;
80483e7: mov eax,ds:0x804a018 ; a
80483ec: add eax,0x1 ; (eax) = (eax) + 1
80483ef: mov ds:0x804a018,eax ; a
80483f4: mov eax,ds:0x804a018
}
... ...
int main(int argc, char* argv[])
{
int i = test() + x;
8048404: call 80483e4 <test> ; test() eax
8048409: mov edx,DWORD PTR ds:0x804a014 ; x edx
804840f: add eax,edx ; (eax) = test() + x
8048411: mov DWORD PTR [esp+0x1c],eax ; i = (eax), i
s = "Hello, World!";
8048415: mov DWORD PTR ds:0x804a028,0x8048500 ; .rodata "Hello..." s
... ...
char* p = malloc(10);
804841f: mov DWORD PTR [esp],0xa
8048426: call 804831c <malloc@plt>
804842b: mov DWORD PTR [esp+0x18],eax
return EXIT_SUCCESS;
804842f: mov eax,0x0
}
gdbを して、ランタイム ステータスを することもできます.(gdb) p &i ; main() i
$1 = (int *) 0xbffff74c
(gdb) p p ; malloc p
$2 = 0x804b008 ""
(gdb) info proc mappings
Mapped address spaces:
Start Addr End Addr Size Offset objfile
0x804b000 0x806c000 0x21000 0 [heap]
0xbffeb000 0xc0000000 0x15000 0 [stack]
iはStackに り てられ,malloc pはHeapに り てられることは らかである.